JP6287625B2 - 内燃機関の冷却システム - Google Patents
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Description
前記第1流路から前記第2流路への分岐部に、電動アクチュエータの制御により前記第1流路および前記第2流路に供給する前記冷媒の量を調節可能な流量制御弁が備えられると共に、
前記第3流路において前記第2熱交換部と直列に、電磁ソレノイドの制御により前記第3流路を開閉する開閉弁が備えられ、前記冷媒の加熱状態に基づいて前記流量制御弁及び前記開閉弁を制御する制御部を有しており、
前記制御部が、前記流量制御弁の故障を判定する故障判定部を有し、当該故障判定部で故障を判定した場合に前記開閉弁を開放する制御を実行する点にある。
特に、流量制御弁の故障によりラジエータに冷媒を供給できない状況に陥っても、開閉弁を介して冷媒を第2熱交換部に供給して放熱することが可能となり、内燃機関のオーバーヒートを抑制できる。更に、ラジエータに供給する冷媒を制御する専用の弁を備えずに済むため、専用の弁を備えた構成と比較してコストの上昇を抑制できる。
従って、冷媒を制御する弁の故障時にも内燃機関のオーバーヒートを抑制できる冷却システムが低廉に構成できた。
また、これによると、故障判定部で流量制御弁の故障を判定した場合には、強制開放部が開閉弁を開放するため、流量制御弁が閉塞状態で故障した場合のようにラジエータで冷媒の放熱が不可能な状況に陥っても、内燃機関から送り出された冷媒の熱を第2熱交換部で放熱させオーバーヒートを回避できる。
前記第1流路から分岐して前記ラジエータとは異なる冷媒の吸熱を行う第1熱交換部に前記冷媒を循環させる第2流路と、
前記第1流路とは独立に設けられ、前記内燃機関から冷媒の放熱を行う第2熱交換部に前記冷媒を循環させる第3流路とを有し、
前記第1流路から前記第2流路への分岐部に、電動アクチュエータの制御により前記第1流路および前記第2流路に供給する前記冷媒の量を調節可能な流量制御弁が備えられると共に、
前記第3流路において前記第2熱交換部と直列に、電磁ソレノイドの制御により前記第3流路を開閉する開閉弁が備えられ、
前記冷媒の加熱状態に基づいて前記流量制御弁及び前記開閉弁を制御する制御部を有しており、
前記制御部が、前記第2熱交換部における冷媒からの熱の取り出しの可否を判定する可否判定部を備え、当該可否判定部が、冷媒からの熱の取り出しが可能と判定し、前記第2熱交換部に対して熱交換要求があった場合に前記開閉弁を開放し、
前記可否判定部が、前記第2流路を介して前記第1熱交換部に供給される冷媒の積算供給時間が設定値を超えた場合に冷媒からの熱の取り出しが可能と判定する点にある。
特に、流量制御弁の故障によりラジエータに冷媒を供給できない状況に陥っても、開閉弁を介して冷媒を第2熱交換部に供給して放熱することが可能となり、内燃機関のオーバーヒートを抑制できる。更に、ラジエータに供給する冷媒を制御する専用の弁を備えずに済むため、専用の弁を備えた構成と比較してコストの上昇を抑制できる。
従って、冷媒を制御する弁の故障時にも内燃機関のオーバーヒートを抑制できる冷却システムが低廉に構成できた。
乗用車を例に挙げると、内燃機関の始動直後には冷媒の温度が低いため、室内の暖房を行うために第2熱交換部に冷媒を供給しても暖房効果は得られない。これに対して、本発明のように可否判定部で冷媒の熱の取り出しが可能と判定した状況で、熱交換要求があった場合に開閉弁を開放するものでは、熱の取り出しが可能と判定しない状況で熱交換要求があっても開閉弁を開放しないため、無駄な制御を排除して冷媒から確実に熱を取り出すことができる。
これによると、内燃機関の稼働状態において第2熱交換部に冷媒が供給される状況が継続し、積算供給時間が設定値を超えた場合には、冷媒の温度が充分に上昇していると想定できるため判定に無理がない。
前記第1流路から分岐して前記ラジエータとは異なる冷媒の吸熱を行う第1熱交換部に前記冷媒を循環させる第2流路と、
前記第1流路とは独立に設けられ、前記内燃機関から冷媒の放熱を行う第2熱交換部に前記冷媒を循環させる第3流路とを有し、
前記第1流路から前記第2流路への分岐部に、電動アクチュエータの制御により前記第1流路および前記第2流路に供給する前記冷媒の量を調節可能な流量制御弁が備えられると共に、
前記第3流路において前記第2熱交換部と直列に、電磁ソレノイドの制御により前記第3流路を開閉する開閉弁が備えられ、
前記冷媒の加熱状態に基づいて前記流量制御弁及び前記開閉弁を制御する制御部を有しており、
前記制御部が、前記第2熱交換部における冷媒からの熱の取り出しの可否を判定する可否判定部を備え、当該可否判定部が、冷媒からの熱の取り出しが可能と判定し、前記第2熱交換部に対して熱交換要求があった場合に前記開閉弁を開放し、
前記可否判定部が、前記第2流路を介して前記第1熱交換部に供給された冷媒の積算供給量が予め設定された値を超えた場合に冷媒からの熱の取り出しが可能と判定する点にある。
特に、流量制御弁の故障によりラジエータに冷媒を供給できない状況に陥っても、開閉弁を介して冷媒を第2熱交換部に供給して放熱することが可能となり、内燃機関のオーバーヒートを抑制できる。更に、ラジエータに供給する冷媒を制御する専用の弁を備えずに済むため、専用の弁を備えた構成と比較してコストの上昇を抑制できる。
従って、冷媒を制御する弁の故障時にも内燃機関のオーバーヒートを抑制できる冷却システムが低廉に構成できた。
乗用車を例に挙げると、内燃機関の始動直後には冷媒の温度が低いため、室内の暖房を行うために第2熱交換部に冷媒を供給しても暖房効果は得られない。これに対して、本発明のように可否判定部で冷媒の熱の取り出しが可能と判定した状況で、熱交換要求があった場合に開閉弁を開放するものでは、熱の取り出しが可能と判定しない状況で熱交換要求があっても開閉弁を開放しないため、無駄な制御を排除して冷媒から確実に熱を取り出すことができる。
これによると、内燃機関の稼働状態において第2熱交換部に冷媒が供給される状況が継続し、積算供給時間が設定値を超えた場合には、冷媒の温度が充分に上昇していると想定できるため判定に無理がない。
前記第1流路から分岐して前記ラジエータとは異なる冷媒の吸熱を行う第1熱交換部に前記冷媒を循環させる第2流路と、
前記第1流路とは独立に設けられ、前記内燃機関から冷媒の放熱を行う第2熱交換部に前記冷媒を循環させる第3流路とを有し、
前記第1流路から前記第2流路への分岐部に、電動アクチュエータの制御により前記第1流路および前記第2流路に供給する前記冷媒の量を調節可能な流量制御弁が備えられると共に、
前記第3流路において前記第2熱交換部と直列に、電磁ソレノイドの制御により前記第3流路を開閉する開閉弁が備えられ、
前記冷媒の加熱状態に基づいて前記流量制御弁及び前記開閉弁を制御する制御部を有しており、
前記第1流路のうち前記流量制御弁より上流位置から前記流量制御弁をバイパスして前記第1流路に送るバイパス流路を設け、当該バイパス流路に前記開閉弁と同じ構成の第2開閉弁を備え、
前記制御部が、前記流量制御弁の故障を判定する故障判定部を備え、当該故障判定部で故障を判定した場合に前記第2開閉弁を開放する点にある。
特に、流量制御弁の故障によりラジエータに冷媒を供給できない状況に陥っても、開閉弁を介して冷媒を第2熱交換部に供給して放熱することが可能となり、内燃機関のオーバーヒートを抑制できる。更に、ラジエータに供給する冷媒を制御する専用の弁を備えずに済むため、専用の弁を備えた構成と比較してコストの上昇を抑制できる。
従って、冷媒を制御する弁の故障時にも内燃機関のオーバーヒートを抑制できる冷却システムが低廉に構成できた。
これによると、故障判定部で流量制御弁の故障を判定した場合には、強制開放部が第2開放弁を開放するため、流量制御弁が閉塞状態で故障した場合のように冷媒制御弁からラジエータに冷媒の供給が不能な状況に陥っても、内燃機関から送り出された冷媒を、第2開閉弁を介してラジエータに供給して放熱させオーバーヒートを回避できる。
〔全体構成〕
図1には、内燃機関としてのエンジンEのウォータジャケットに貯留された冷却水(冷媒の一例)をラジエータ1に供給する第1流路L1と、この第1流路L1から分岐する第2流路L2とが形成され、ウォータジャケットからの冷却水が供給されるよう第1流路L1とは独立して設けられた第3流路L3とが形成された冷却システムを示している。
この実施形態の冷却システムでは、ウォータポンプ2を電動型に構成しているが、例えば、エンジンEの駆動力が直接伝えられる構成や、エンジンEの駆動力がクラッチ機構を介して伝えられる構成のものでも良い。これらの構成では、冷却水の循環量の調節を行えないが、電動モータを使用するものと比較して故障し難く冷却システムの低廉化が可能となる。
図2〜図4に示すように、流量制御弁V1は、軸芯Xを中心とする筒状のハウジング41と、このハウジング41の内部で軸芯Xと同軸芯上で相対回転自在に収容された弁部材42とを備えて構成されている。ハウジング41には、第1流路L1の上流側からの冷却水が供給される供給路41Aと、冷却水を第2流路L2に送り出す分岐路41Bと、冷却水を第1流路L1の下流側に接続する排出路41Cとが形成されている。弁部材42には、分岐路41Bと排出路41Cとに対する冷却水の流れを制御する一対の制御弁部42Aが一体的に形成されている。これにより流量制御弁V1は、第1流路L1と第2流路L2とに供給される冷却水の水量を制御する流量制御の機能と、三方弁の機能とを有する。
図5及び図6に示すように、開閉弁V2は、ケース31の内部の制御流路LC(第3流路L3の一部)を取り囲む領域に配置された電磁ソレノイド32と、ケース31の内部の弁空間31Sに収容された弁体33と、この弁体を閉じ方向に付勢するコイルスプリング34とを備えて構成されている。また、弁空間31Sに排出筒35が形成されている。
図1に示すように、制御装置10は、マイクロプロセッサやDSP等を備えて構成されると共に、ソフトウエアで成る循環量設定部12と、冷却水制御部13と、故障判定部14と、強制開放部15と、可否判定部16とを備えている。
前述したように#10ステップにおいて可否判定部16による判定形態として、水温センサ5を用いないで判定することも考えられる。
この制御形態では、流量制御弁V1が故障していない正常な状況でのみ、デフロスタ要求とヒータ要求とを許容しているが、このデフロスタ要求とヒータ要求とを流量制御弁V1が故障する状況でも実行するように制御形態を設定しても良い。
このように、本発明の内燃機関の冷却システムでは、ラジエータ1に供給する冷却水の水量を調節するための弁と、EGRクーラ3に供給する冷却水の水量を調節する弁とを、流量制御弁V1で兼用できるため、第1流路L1と第2流路L2とに専用の弁を備える構成と比較して低廉化が可能となる。
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
3 第1熱交換部(EGRクーラ)
5 温度センサ(水温センサ)
4 第2熱交換部(ヒータコア)
10 制御部(制御装置)
14 故障判定部
16 可否判定部
32 電磁ソレノイド
44 電動アクチュエータ(弁制御モータ)
E 内燃機関(エンジン)
L1 第1流路
L2 第2流路
L3 第3流路
LB バイパス流路
V1 流量制御弁
V2 開閉弁
VB 第2開閉弁
Claims (6)
- 内燃機関とラジエータとに亘って冷媒を循環させる第1流路と、
前記第1流路から分岐して前記ラジエータとは異なる冷媒の吸熱を行う第1熱交換部に前記冷媒を循環させる第2流路と、
前記第1流路とは独立に設けられ、前記内燃機関から冷媒の放熱を行う第2熱交換部に前記冷媒を循環させる第3流路とを有し、
前記第1流路から前記第2流路への分岐部に、電動アクチュエータの制御により前記第1流路および前記第2流路に供給する前記冷媒の量を調節可能な流量制御弁が備えられると共に、
前記第3流路において前記第2熱交換部と直列に、電磁ソレノイドの制御により前記第3流路を開閉する開閉弁が備えられ、
前記冷媒の加熱状態に基づいて前記流量制御弁及び前記開閉弁を制御する制御部を有しており、
前記制御部が、前記流量制御弁の故障を判定する故障判定部を有し、当該故障判定部で故障を判定した場合に前記開閉弁を開放する制御を実行する内燃機関の冷却システム。 - 内燃機関とラジエータとに亘って冷媒を循環させる第1流路と、
前記第1流路から分岐して前記ラジエータとは異なる冷媒の吸熱を行う第1熱交換部に前記冷媒を循環させる第2流路と、
前記第1流路とは独立に設けられ、前記内燃機関から冷媒の放熱を行う第2熱交換部に前記冷媒を循環させる第3流路とを有し、
前記第1流路から前記第2流路への分岐部に、電動アクチュエータの制御により前記第1流路および前記第2流路に供給する前記冷媒の量を調節可能な流量制御弁が備えられると共に、
前記第3流路において前記第2熱交換部と直列に、電磁ソレノイドの制御により前記第3流路を開閉する開閉弁が備えられ、
前記冷媒の加熱状態に基づいて前記流量制御弁及び前記開閉弁を制御する制御部を有しており、
前記制御部が、前記第2熱交換部における冷媒からの熱の取り出しの可否を判定する可否判定部を備え、当該可否判定部が、冷媒からの熱の取り出しが可能と判定し、前記第2熱交換部に対して熱交換要求があった場合に前記開閉弁を開放し、
前記可否判定部が、前記第2流路を介して前記第1熱交換部に供給される冷媒の積算供給時間が設定値を超えた場合に冷媒からの熱の取り出しが可能と判定する内燃機関の冷却システム。 - 内燃機関とラジエータとに亘って冷媒を循環させる第1流路と、
前記第1流路から分岐して前記ラジエータとは異なる冷媒の吸熱を行う第1熱交換部に前記冷媒を循環させる第2流路と、
前記第1流路とは独立に設けられ、前記内燃機関から冷媒の放熱を行う第2熱交換部に前記冷媒を循環させる第3流路とを有し、
前記第1流路から前記第2流路への分岐部に、電動アクチュエータの制御により前記第1流路および前記第2流路に供給する前記冷媒の量を調節可能な流量制御弁が備えられると共に、
前記第3流路において前記第2熱交換部と直列に、電磁ソレノイドの制御により前記第3流路を開閉する開閉弁が備えられ、
前記冷媒の加熱状態に基づいて前記流量制御弁及び前記開閉弁を制御する制御部を有しており、
前記制御部が、前記第2熱交換部における冷媒からの熱の取り出しの可否を判定する可否判定部を備え、当該可否判定部が、冷媒からの熱の取り出しが可能と判定し、前記第2熱交換部に対して熱交換要求があった場合に前記開閉弁を開放し、
前記可否判定部が、前記第2流路を介して前記第1熱交換部に供給された冷媒の積算供給量が予め設定された値を超えた場合に冷媒からの熱の取り出しが可能と判定する内燃機関の冷却システム。 - 前記制御部が、前記第2熱交換部における冷媒からの熱の取り出しの可否を判定する可否判定部を備え、当該可否判定部が、冷媒からの熱の取り出しが可能と判定し、前記第2熱交換部に対して熱交換要求があった場合に前記開閉弁を開放する請求項1記載の内燃機関の冷却システム。
- 前記可否判定部が、温度センサで検知される冷媒の温度が設定値を超えた場合に冷媒からの熱の取り出しが可能と判定する請求項2〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の冷却システム。
- 内燃機関とラジエータとに亘って冷媒を循環させる第1流路と、
前記第1流路から分岐して前記ラジエータとは異なる冷媒の吸熱を行う第1熱交換部に前記冷媒を循環させる第2流路と、
前記第1流路とは独立に設けられ、前記内燃機関から冷媒の放熱を行う第2熱交換部に前記冷媒を循環させる第3流路とを有し、
前記第1流路から前記第2流路への分岐部に、電動アクチュエータの制御により前記第1流路および前記第2流路に供給する前記冷媒の量を調節可能な流量制御弁が備えられると共に、
前記第3流路において前記第2熱交換部と直列に、電磁ソレノイドの制御により前記第3流路を開閉する開閉弁が備えられ、
前記冷媒の加熱状態に基づいて前記流量制御弁及び前記開閉弁を制御する制御部を有しており、
前記第1流路のうち前記流量制御弁より上流位置から前記流量制御弁をバイパスして前記第1流路に送るバイパス流路を設け、当該バイパス流路に前記開閉弁と同じ構成の第2開閉弁を備え、
前記制御部が、前記流量制御弁の故障を判定する故障判定部を備え、当該故障判定部で故障を判定した場合に前記第2開閉弁を開放する内燃機関の冷却システム。
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